Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM -> DAC: Frage zu einfacher Lösung


von Michael N. (garril)


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Hi,
ich habe ein Mainboard (MKS Gen L im 3D-Drucker), das 24V PWM-Signale 
ausgibt (feste Frequenz ist einstellbar im Bereich 8-64 HZ, 500Hz, 
einige kHz; negativ über MOSFET geschaltet).
Nun möchte ich daran einen 2-Pin 12V Lüfter betreiben, der eine variable 
Eingangsspannung (grob 4V-12V) als Steuerung benötigt (PWM verkraftet er 
nicht).

Mit der Schaltung "Schema.png" bekomme ich schonmal ein schönes 
12V-PWM-Signal an den Lüfter. Nun bräuchte ich also noch eine Art DAC.
Viele hängen parallel zum Lüfter einfach einen Kondensator (Werte von 
10µF bis 1000µF kursieren) - meines Erachtens belastet er das MOSFET 
aber sehr stark, da er immer wieder ohne Vorwiderstand aurfgeladen wird. 
Sehe ich das richtig? Oder kann das MOSFET VS3060AD damit umgehen?

Ich selbst dachte an einen Tiefpass-RC-Filter. Doch wie dimensioniere 
ich R und C? Genaue Angaben wie erlaubter Ripple etc. habe ich natürlich 
nicht - es soll halt funktionieren.
Kann mir das vielleicht jemand mal am Beispiel von 500Hz und meinem 
Lüfter erklären?
- Lüfter: Sunon MF50101V2-A99 
http://portal.sunon.com.tw/pls/portal/sunonap.sunon_html_d_pkg.open_file?input_file_name=7264646F632F3230313630382F3233373839362F28443035303539383630472D3030292D302E706466
- MOSFET: VS3060AD 
https://datasheetspdf.com/pdf/1300436/VanguardSemiconductor/VS3060AD/1
- DC/DC-Wandler: Fertige LM2596S-Schaltung wie diese hier: 
https://www.amazon.de/LM2596-DC-Wandler-Step-Down-Modul-1-5-35V/dp/B01H70Q5GI?th=1

Brauche ich noch eine Diode, um den DC/DC-Wandler oder das MOSFET zu 
schützen?

PS: "MKS-GEN-L-J9.png" zeigt die Verschaltung des PWM-Pins auf dem 
Mainboard. +12V1 entspricht hier 24V Versorgungsspannung - daher der 
Umweg zu 12V.

Danke!

von Werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Mit der Schaltung "Schema.png" bekomme ich schonmal ein schönes
> 12V-PWM-Signal an den Lüfter.

Der DC/DC-Wandler hat bereits einen Ausgangselko verbaut. Und hast du 
das schöne 12V-PWM-Signal schon einmal genauer angesehen. Wirklich GND 
als PWM? Ein 12V-Lüfter verträgt kein PWM?

von Falk B. (falk)


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Werner schrieb:

> als PWM? Ein 12V-Lüfter verträgt kein PWM?

Moderne Lüfter sind elektronisch kommutiert, deren Elektronik mag in den 
meisten Fällen keine gepulste Betriebsspannung.

von Falk B. (falk)


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Das Problem ist die recht niedrige PWM-Frequenz, da kann man auch mit 
einem LC-Filter nur wenig machen. Es sei denn, man will SEHR große 
Spulen und Kondensatoren einsetzen.

Such einen Lüfter der PWM verträgt.

von Werner (Gast)


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Es wurde keine PWM-Frequenz genannt, nur das sie zwischen 8 Hz und 
einigen kHz liegen kann. Als Beispiel wurden 500 Hz genannt.

Ist wirklich GND gepulst?
Der LM2596 kann kein PWM liefern, wenn das getrennte Massen sind dann 
müsste ein Elko zwischen +12V und GND das PWM glätten.

von Wolfgang (Gast)


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Werner schrieb:
> Der LM2596 kann kein PWM liefern

Immerhin hat er einen On/Off-Steuereingang, so dass eine langsame PWM 
des Ausgangssignals durchaus möglich wäre.

von Werner (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Immerhin hat er einen On/Off-Steuereingang,

... der bei diesem Modul nicht herausgeführt ist.

Wolfgang schrieb:
> so dass eine langsame PWM des Ausgangssignals durchaus möglich wäre.

bei 220 μF am Ausgang muss das PWM schon sehr langsam sein ;-)

von Falk B. (falk)


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Ein Workaround wäre ein niederfrequenter RC-Filter + nachgeschalteter 
OPV + Leistungstransistor. Damit geht zwar der PWM-Vorteil der 
geringeren Verlustleistung flöten, aber man kann den Lüfter halt mit dem 
Aufbau steuern.

von Michael N. (garril)


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So, zu euren Fragen/Ideen:
- Ja, das 12V PWM-Signal habe ich mir angesehen (Oszi)*. Es wird sicher 
GND geschaltet.

- Moderne Lüfter kommen wie oben genannt leider nicht mit PWM in der 
Versorgungsleitung klar. Alternative sind billige China-Lüfter, aber 
gerade von der schlechten Qualität will ich ja eben weg...

- Passende und leise PWM-Lüfter (mit einem eigenen PWM-Pin) sind leider 
in den benötigten Größen (40x20, 50x10, 5015 Blower) sehr schwer zu 
bekommen. Des Weiteren muss bei diesen Lüftern das PWM-Signal immer 5V 
(auch wenn Versorgungspins 12V oder 24V bekommen) bei ca. 22-28kHz sein. 
Ich kann prüfen, ob ich diese hohe Frequenz noch einstellen kann. Aber 
dann bleibt die Frage, wie ich das geschaltete GND vom MOSFET (siehe 
"MKS-GEN-L-J9.png, Pin 1 von Connector J9) auf 5V-Signale bringe...

- Dass der LM2596 kein PWM kann ist kein Problem. Wie man in 
"Schema.png" sieht, hängt der LM dauerhaft an 24V und macht daraus 12V. 
Es werden dann diese 12V und das gepulste, gemeinsame GND zum Lüfter 
geführt. Wie schon gesagt habe ich ja ein ordentliches 12V-PWM dort - 
nur das hilft mir eben nichts - brauche eine durchgehende aber durch das 
PWM eingestellte Spannung... Ich kann dieses LM2596-Board natürlich auch 
austauschen. Aber gegen was?

@Falk: Welchen Sinn haben OPV und Transistor nach dem RC-Filter? Hört 
sich jedenfalls nach ziemlich Overhead an...

------
* (siehe erster Auflistungspunkt): Das einzig komische am 12V-PWM-Signal 
ist, dass ich (auch ohne angeschlossenen Lüfter) in den Off-Phasen des 
PWMs -1V sehe. Bin mir noch unsicher woher das kommt. Das ist aber denke 
ich ein Nebeneffekt, der bei der Lösungsfindung gerade unwichtig ist.

: Bearbeitet durch User
von Werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> brauche eine durchgehende aber durch das PWM eingestellte Spannung

Werner schrieb:
> dann müsste ein Elko zwischen +12V und GND das PWM glätten.

und was ist damit?

von Michael N. (garril)


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Werner schrieb:
> Werner schrieb:
>> Der LM2596 kann kein PWM liefern, wenn das getrennte Massen sind dann
>> müsste ein Elko zwischen +12V und GND das PWM glätten.
>
> und was ist damit?

Bin mir unsicher wie dein Satz zu lesen ist. Also, dass der LM2596 kein 
PWM kann ist wie schon gesagt klar.
Zwischen In-GND und Out-GND des LM-Boards messe ich 0 Ohm. Damit sind 
das gleiche Massen, falls das eine Frage war?!
Wenn ich dich richtig verstehe, möchtest du also folgendes:
Michael N. schrieb:
> Viele hängen parallel zum Lüfter einfach einen Kondensator (Werte von
> 10µF bis 1000µF kursieren) - meines Erachtens belastet er das MOSFET
> aber sehr stark, da er immer wieder ohne Vorwiderstand aurfgeladen wird.
> Sehe ich das richtig? Oder kann das MOSFET VS3060AD damit umgehen?

Also einfach einen Kondensator parallel zum Lüfter (zwischen 12V vom 
DC/DC und dem geschalteten GND-PWM-Pin)? Das wird ganz sicher in 
irgendeiner Form glätten. In welchem Bereich von Werten soll ich denn 
testen?
Wie gesagt habe ich auch Angst wegen des ständigen Ladevorgangs ohne 
Widerstand => hoher Strom. Ist das kein Problem? Und wie siehts beim 
entladen des Kondensators aus? Eine Diode irgendwo vonnöten? Würde 
ungerne mein ganzes Drucker-Mainboard killen.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Nun möchte ich daran einen 2-Pin 12V Lüfter betreiben, der eine variable
> Eingangsspannung (grob 4V-12V) als Steuerung benötigt (PWM verkraftet er
> nicht).

Wenn er PWM nicht verkraftet, kannst du entweder filtern oder, wenn vom 
Platz her möglich, gleich eine analoge Schaltung verwenden, z.Bsp.

https://www.youtube.com/watch?v=YZBdO9iFby4

von Werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Wie gesagt habe ich auch Angst wegen des ständigen Ladevorgangs ohne
> Widerstand => hoher Strom. Ist das kein Problem? Und wie siehts beim
> entladen des Kondensators aus? Eine Diode irgendwo vonnöten? Würde
> ungerne mein ganzes Drucker-Mainboard killen.

Zu Elko zwischen +12V und PWM-GND: Den "hohen" Strom hast du immer beim 
ersten mal Einschalten, wenn der Elko entladen war. Je größer der Elko 
umso größer der Einschaltstrom, aber umso kleiner der Rippelstrom im 
Betrieb. Der Elko wird im Betrieb nie komplett entladen sondern füllt 
nur die Lücken des PWM. Je höher die Frequenz umso kleiner kann der Elko 
werden. Aber die Frequenz auch nicht übertreiben, der Elko hat ein 
Limit. Widerstand oder Diode (ausser Freilaufdiode beim Lüfter) sind 
eher hinderlich. Die Belastungsgrenze des Netzteils musst du selbst 
einschätzen. Der DC/DC-Wandler arbeitet mit geschätzten 80% und wieviel 
Watt der Lüfter zieht steht im Datenblatt (0.60 WATTS / Max. 0.70 WATTS)

Zum LM2596: GND wird hier einfach durchgereicht, das ist klar. GND 
sollte hier aber ständig anliegen und stabil sein. Die +12V beziehen 
sich erst einmal auf dieses Massepotenzial. Der getaktete GND kann (muss 
aber nicht) dieses Potenzial haben. Aber warum möchtest du ein 
PWM-Signal zum Lüfter verwenden wenn dein Lüfter kein PWM kann und du 
über den LM2596 bereits eine 12V-Spannung hast?

von Michael N. (garril)


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Werner schrieb:
> Aber warum möchtest du ein
> PWM-Signal zum Lüfter verwenden wenn dein Lüfter kein PWM kann und du
> über den LM2596 bereits eine 12V-Spannung hast?

Abhängig davon was gerade gedruckt wird, muss die Luftzufuhr zum 
Druckteil verändert werden. Daher braucht man (zumindest grob) die 
Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Lüfters zu verändern. Original sind 
einfach billige China-Lüfter verbaut, die mit 24V-PWM befeuert werden. 
Nur diese Lüfter sind halt absoluter Pfusch... Die Firmware/das 
Mainboard sind aber halt auf solche Pfusch-Lüfter ausgelegt (daher ist 
original nur das 24V-PWM vorhanden statt eine anständige Möglichkeit 
PWM-Lüfter zu verbinden)

Werner schrieb:
> Zu Elko zwischen +12V und PWM-GND

Heute ausprobiert: 100µF an 64Hz PWM funktionieren ganz gut. Ist ein 
hässliches Sägezahn-Signal (Bild vom Oszi mit einem etwas zu großen 
1000µF-Elko hängt an) - aber der Lüfter lässt sich halbwegs vernünftig 
steuern :) Die 12V-Peaks in den On-Phasen des PWMs hat man halt immer...
Aber damit könnte ich leben. Schöner wäre das natürlich auch geglättet 
;)

Werner schrieb:
> ausser Freilaufdiode beim Lüfter

Soll ich eine reinbauen? Aktuell habe ich keine drin... Allerdings weiß 
ich auch nicht, ob es das bei den modernen Lüftern braucht.

Noch eine Frage habe ich: Ich messe mit dem Oszi direkt am Lüfter das 
Signal (siehe Sägezahn-Bild). Wenn ich das PWM auf 0% stelle, dann kann 
ich jedoch ca. -9V auf dem Oszi sehen. Da mir das etwas Angst bereitet 
hat, habe ich zum Messen mal parallel zum Lüfter (der in dem Moment bei 
0% ja nicht lief) einen 150 Ohm Widerstand geklemmt - um mal eine Last 
zu simulieren. Schon konnte ich nur noch -1,5V am Oszi ablesen. Jedoch 
leuchtete beim Parallelschalten des Widerstandes eine LED auf dem 
Mainboard heller (vermutlich D1 von 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/466445/MKS-GEN-L-J9.png). 
Klemmte ich den Widerstand wieder ab, so glimmte sie nur noch.
Bringe ich eventuell durch diese Verschaltung mit dem LM2596 (siehe 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/466441/Schema.png) eine 
Spannung zurück aufs Mainboard/die LED, die da nichts zu suchen hat? 
Doch mal eine Diode einbauen?

: Bearbeitet durch User
von A-Freak (Gast)


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Kommst du an den Feedback-Eingang vom LM2596 heran? Ich hätte da eine 
Idee wie man den extern variabel abregeln kann.

von werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Abhängig davon was gerade gedruckt wird, muss die Luftzufuhr zum
> Druckteil verändert werden. Daher braucht man (zumindest grob) die
> Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Lüfters zu verändern.

Du möchtest also alle Vorteile eines automatisch geregelten PWM-Signals 
zur Lüftersteuerung verwenden ... aber ohne einen PWM-fähigen Lüfter zu 
benutzen.

Michael N. schrieb:
> Original sind
> einfach billige China-Lüfter verbaut, die mit 24V-PWM befeuert werden.
> Nur diese Lüfter sind halt absoluter Pfusch... Die Firmware/das
> Mainboard sind aber halt auf solche Pfusch-Lüfter ausgelegt

Glaubst du, dass dieser Umbau so viel besser wird? Wenn die originalen 
Lüfter defekt/zu laut sind und hochwertiger Ersatz zu teuer ist, dann 
bastelst du lieber irgendwas zusammen. Du tauscht also billige 
China-Lüfter gegen zusammengemurkste Ansteuerung. Aber das ist doch dann 
auch wieder "Pfusch", oder?

von Michael N. (garril)


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A-Freak schrieb:
> Kommst du an den Feedback-Eingang vom LM2596 heran? Ich hätte da eine
> Idee wie man den extern variabel abregeln kann.

Also an das Beinchen vom LM komme ich ohne Probleme. Aktuell scheint das 
auf der Platine mit GND verbunden zu sein (man siehts nicht richtig, 
führt unter den LM, daher denke ich GND).

werner schrieb:
> Wenn die originalen
> Lüfter defekt/zu laut sind und hochwertiger Ersatz zu teuer ist, dann
> bastelst du lieber irgendwas zusammen

Du verstehst das Problem nicht. Wenn es einen hochwertigen Lüfter gäbe, 
der das einfach könnte, würde ich den kaufen (auch wenn er etwas teurer 
ist). Problem: Sowas gibt es nicht!
Out-of-the-Box habe ich vom Mainboard ein 24V-PWM-Signal. Da kann ich 
Lüfter kaufen wie ich will - aktuelle Lüfter kommen damit auf der 
Versorgungsleitung nicht klar. Kaufe ich einen PWM-Lüfter, so hilft der 
mir auch direkt erstmal nichts, weil PWM nach Spezifikation 5V-Signale 
mit 25kHz benötigt (Problem: Mache aus geschaltetem GND 5V, erzeuge 
25kHz). Weiteres Problem: Bekomme brauchbare 40x20 und 50x15 Lüfter mit 
PWM-Anschluss. Schon das ist ein schwieriges Unterfangen.
Geizhals kennt zB nur einen einzigen 40x20-PWM-Lüfter und keinen 
einzigen 50er-PWM-Lüfter.

von Werner (Gast)


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Google-Suche, 40x20 PWM bei Amazon gefunden, 50x10 auch gleich bei 
Amazon gefunden. Das ist aber weder eine Kaufempfehlung noch habe ich 
auf Qualität geachtet.

Das 24V PWM mit geschaltetem GND in ein beliebiges (5V / 12V) PWM zu 
konvertieren wäre eine tolle Aufgabe für einen Mikrocontroller :-)

Kannst du nicht die aktuelle Lösung mit dem Elko parallel zum Lüfter 
verwenden, wenn du die Frequenz (ist ja zwischen 8 Hz und einigen kHz 
einstellbar) in den kHz-Bereich bringst und einen kleineren Elko 
verwendest? Kleiner, damit er in der Ladephase nicht voll wird, aber 
groß genug um die nun kleineren Lücken im PWM zu überbrücken. Ist zwar 
etwas fummelig und etwas gepfuscht, aber besser als nichts.

von Michael N. (garril)


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Da hast du die Sucheergebnisse meines Erachtens auch schlecht angesehen 
(oder besser gegoogelt als ich). Auch wenn Amazon zig Ergebnisse 
liefert, haben die alle eine andere Größe oder weniger als 4 Pins (und 
damit kein PWM).
40x20 PWM gibts einen von Noctua (Qualität fraglich, sicher aber etwas 
besser als die Chinaböller)
50x10 PWM habe ich garnicht gefunden

Aber zurück zum eigentlichen Thema:
Ja... Extra Mikrocontroller dafür anklemmen ist halt auch etwas 
Overkill... Am Ende bin ich nur mit Wartung des Druckers beschäftigt 
weil alles Speziallösungen sind. Irgendwann baue ich mal meinen eigenen 
Drucker mit anständigen PWM-Mainboard.

Das Sägezahn-Signal ist schon recht gut. Für mich tut es das. Ich werde 
morgen nochmal etwas mit anderen Frequenzen und einem kleinen Widerstand 
(Tiefpass) testen - dann lädt der Elko nicht so schnell. Mal sehen was 
passiert, wenn der kleine Widerstand dann quasi in Reihe zum Lüfter 
hängt. (Vielleicht ist das einem E-Techniker schon klar. Ich bin 
eigentlich Informatiker - bemühe mich aber stets um neue Erkentnisse in 
der E-Technik)

Einzige Sorge ist jetzt noch diese negative Spannung, die ich bei 0% PWM 
am Lüfter messen kann. Ich denke die kommt daher, dass +12V1 (was in 
meinem Fall eigentlich 24V sind, siehe hier: 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/466445/MKS-GEN-L-J9.png) über 
R und LED mit Pin1 von Connector J9 verbunden sind. Dieser Pin liegt 
(als PWM-Signal) als negativer Pol am Lüfter an. Der Lüfter wird am 
positiven Pol jedoch mit meinen 12V versorgt. Macht eine Spannung von 
-12V. Und ich messe eben etwas weniger wegen dem Widerstand und der LED 
in der Leitung.
Damit wäre die Freilaufdiode parallel zum Lüfter eine ganz schlechte 
Idee... Aber eine Diode in diesem Stromkreis könnte das beheben.
Vielleicht male ich morgen mal einen Schaltplan - oder ich teste einfach 
mal live :)

von Werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> negative Spannung, die ich bei 0% PWM am Lüfter messen kann.

Ich sehe hier nur positive Spannungen und GND. Alle deine Spannungen 
(+24V, +12V, usw) beziehen sich auf GND. Und bei 0% PWM hängt nun GND in 
der Luft.

Was passiert bei einer Spule (z.B. Lüfter), wenn du ein Kabel (z.B. GND) 
trennst? Polarität der Spule dreht sich um, negative Spannung.

von Werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> oder weniger als 4 Pins (und damit kein PWM)

Das ist nicht ganz richtig. Die 4-Pin Version wird nur durch ein 
PWM-Signal gesteuert. Die 4 Pins sind Plus, GND, Tacho und PWM. Deine 
Lüfter werden jedoch durch ein PWM-Signal angetrieben und zusätzlich 
durch das Tastverhältnis gesteuert. Also z.b. ein 12V Rechtecksignal mit 
50% Tastverhältnis lässt den Lüfter genau so schnell drehen, als wenn du 
nur 6V Spannung anliegen hättest. Aber für den Anlauf ist das Drehmoment 
höher, da kurzzeitig 12V anliegen. Es könnte nämlich sein, wenn der 
Lüfter mit der Zeit etwas schwergängiger wird, das er bei 6V nicht mehr 
Anläuft.

Dein Problem hierbei ist, das dein Lüfter das langsame PWM als 
Spannungsversorgung nicht verträgt. Also mit höherer Frequenz versuchen 
oder das PWM glätten (womit du aber wieder in das Anlaufproblem fallen 
könntest)

von Michael N. (garril)


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Werner schrieb:
> Alle deine Spannungen
> (+24V, +12V, usw) beziehen sich auf GND

Kann ich nicht zwischen +12V (da klemme ich die positive Messklemme an) 
und +24V (negative Messklemme) insgesamt -12V messen?

Werner schrieb:
> Und bei 0% PWM hängt nun GND in der Luft.
> Was passiert bei einer Spule (z.B. Lüfter), wenn du ein Kabel (z.B. GND)
> trennst? Polarität der Spule dreht sich um, negative Spannung.

Redest du von Induktion?
Bei 0% PWM hängt GND in der Luft - genau (Lüfter dreht sich nicht - 
keine Induktion). Allerdings hängt auf dem Board (s. 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/466445/MKS-GEN-L-J9.png) 
dennoch eine LED mit Vorwiderstand an +12V1 (das sind hier 24V). Das 
habe ich an Pin1 von Connector J9 und klemme es über den Lüfter an meine 
wirklichen +12V. Ergibt -12V "rückwärts" am Lüfter.

Werner schrieb:
> Dein Problem hierbei ist, das dein Lüfter das langsame PWM als
> Spannungsversorgung nicht verträgt. Also mit höherer Frequenz versuchen
> oder das PWM glätten (womit du aber wieder in das Anlaufproblem fallen
> könntest)

Deine Aussagen stimmen für die klassischen alten Lüfter (davon ging ich 
anfangs auch aus - bis ich tagelang Mailkontakt zu verschiedenen 
Vertrieblern hatte und eines besseren belehrt wurde). Heute steckt in 
2Pin-Lüftern ein IC, der dauerhaft Spannung benötigt. Dafür läuft der 
Lüfter auch bei 3V (ohne anfängliche Spannungsspitze) sauber an und man 
hat Funknionen wie Auto-Restart etc. Geschwindigkeitssteuerung erfolgt 
dann eben über die analoge Spannung.
PWM in der Versorgung ist für einen solche IC halt sehr nachteilig. 
Unter einigen kHz läuft er nicht richtig, weil der IC immer wieder 
resettet. Geht man mit der PWM-Frequenz höher, so läuft der Lüfter 
unabhängig von der PWM-Einstellung fast immer mit voller Drehzahl. Habe 
da lange Testreihen gemacht.
(Wie bereits gesagt: Billig Chinalüfter oder auch alte Fabrikate aus 
Deutschland mögen noch so arbeiten wie du sagst. Etwas nach deutscher 
Qualität aber leider wohl schon seit Jahren nicht mehr.)



Fazit: Wenn das mit der negativen Spannung in den 0-Pulsen des PWM 
geklärt/behoben ist, bin ich zufrieden mit meiner aktuellen Elko-Lösung. 
Die ersten beiden Punkte sind mir also wichtiger als die Diskussion über 
die neuartigen Lüfter, die sich nicht mehr so einfach mit PWM befeuern 
lassen.

: Bearbeitet durch User
von Werner (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Kann ich nicht zwischen +12V (da klemme ich die positive Messklemme an)
> und +24V (negative Messklemme) insgesamt -12V messen?

Sicher, nur ändert das nichts an meiner Aussage, dass sich diese 
Spannungswerte auf GND beziehen. Und dein GND fällt nun einmal priodisch 
weg.

Michael N. schrieb:
> stimmen für die klassischen alten Lüfter

Nicht alle "neuen" Lüfter haben einen, Zitat Datenblatt:
"Antrieb: elektronisch kommutierter Gleichstrommotor".
Mit diesen Lüftern stimmt deine Aussage, diese sind für deinen 
Verwendungszweck ungeeignet.

Michael N. schrieb:
> Bei 0% PWM hängt GND in der Luft - genau (Lüfter dreht sich nicht -
> keine Induktion)

Vielleicht reden wir aneinander vorbei. Rechtecksignal, wechselt 
zwischen An (High, 100%) und Aus (Low, 0%), wenn Aus dann keine 
Spannung, Lüfter dreht aufgrund seiner Trägkeit und des Drehimpuls 
weiter, umgepolte Induktion. Was dein "elektronisch kommutierter 
Gleichstrommotor" daraus macht kann ich nicht beurteilen. Was du mit 0% 
meinst ist wahrscheinlich das Tastverhältnis. Wenn das 0% ist dann ist 
immer Aus und wenn das Tastverhältnis bei 100% ist dann ist immer an. Es 
ist halt dumm das bei deinem System GND geschaltet ist.

Michael N. schrieb:
> Geht man mit der PWM-Frequenz höher, so läuft der Lüfter
> unabhängig von der PWM-Einstellung fast immer mit voller Drehzahl.

Du hast aber noch einen Elko dazwischen, der das PWM mehr oder weniger 
glättet. Um hier nicht dauernd +12V zu bekommen darfst du eben keinen 
1000 μF Elko verwenden. Habe das eben nachgebaut, bei 10 kHz und 1 μF 
war mein Lüfter zwischen eff. 6 V (Tastverhältnis 10%) und 8,5 Volt 
(Tastverhältnis 90%) bei einem mehr oder weniger starken Sägezahn 
regelbar. Mein PWM war jedoch nicht GND-geschaltet.

von Thomas N. (thomas_n508)


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Hallo Michael

hast du inzwischen eine gute Lösung gefunden ?
Ich bau gerade einen Voron 2.4R1 mit einem Spider 2.2 Board und habe 
exakt das selbe Problem mit den Lüftern. 4 Lüfter unten für die 
Electronic Bay  Sunon MF60252V1-1000U-A99
Grob zusammengefasst kann ich alles hier auch bestätigen  - 2 Polige 
Markenlüfter haben intern einen Chip  - der mag kein PWM Signal - dann 
funktionieren sie nicht mehr (--> Moderne Lüfter sind elektronisch 
kommutiert)
Board gibt ein Masse geregeltes 24 V PWM aus
Es gibt keine 60/60/25 Marken-Lüfter mit PWM - und erst recht nicht als 
24V PWM Signal
Kondensator zum glätten ohne Vorwiderstand hat ein hohen Einschaltstrom 
TAU und ergibt einen unschönen Sägezahn.

Ich hatte erst ein fertiges Modul im Auge von DFRobot DRI0002 / DRI0041 
/DRI0042
https://wiki.dfrobot.com/search/DRI0002

https://www.digikey.de/de/products/detail/dfrobot/DRI0002/6588473?s=N4IgTCBcDaIDoBcAEBGA7AZgBwFoUAYBWFHAOQBEQBdAXyA

aber das kann wie es aussieht auch wieder nur 5V PWM. Ich habe eine 
Schem dazu gefunden  . evtl hat ja jemand eine Modifikations Idee.
Auf die 5V PWM könnte man noch per Spannungsteiler kommen. ?

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas N. schrieb:
> 2 Polige Markenlüfter haben intern einen Chip  - der mag kein PWM Signal

Er schrieb doch damals, daß die PWM Freuqenz einstellbar ist

Michael N. schrieb:
> feste Frequenz ist einstellbar im Bereich 8-64 HZ, 500Hz,
> einige kHz; negativ über MOSFET geschaltet

und mit 8-64Hz sollte auch ein elektronisch kommutierter Lüfter 
funktionieren ohne zu stöhnen, auf deiner Platine ist nur ein winziger 
Keramikkondensator, kein Elko.

Thomas N. schrieb:
> fertiges Modul im Auge von DFRobot DRI0002

Vollkommener Unsinn.

Statt mit RC kann man PWM mit LC filtern wenn die Frequenz hoch genug 
ist, z.B. 25kHz, und man zum Masse schaltenden MOSFET eine nach plus 
leitende Freilaufdiode einbaut, und wenn man nur 24V hat, kann man 
vielleicht 12V sinnlos verblasen (Prinzip Linearregler, nur ohne 
Regler), so hoch wird der Leistungsbedaf deiner Lüfter nicht sein, 
angeblich nur 50mA.

von Thomas N. (thomas_n508)


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Hallo laberkopp

er hat ein MKS Gen L  Board  und ich ein FYSECT Spider 2.2 Board.
Gesteuert über Klipper Software zumindest bei mir.
Zum anderen verwende ich 24V Lüfter.

Ja gem Klipper soll man die cycle Time anpassen können.
https://www.klipper3d.org/Config_Reference.html#fan_generic
Info von einem User
# The official PC fan spec calls for 21-28kHz PWM frequency, but my 
Noctua at least was happy with the default 100Hz software PWM

in der Software wird das mit befehlen eingestellt
hardware_pwm: True
cycle_time: 0.00004 # 25 kHz

ich will das PWM Signal nicht einfach verbiegen damit die Lüfter 
irgendwie laufen.
Ich suche eine Lösung das PWM Signal als reines Steuersignal zu 
verwenden und eine saubere glatte Ausgangsspannung für die Lüfter zu 
bekommen.

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Wenn die Versorgungsspannung von dem PWM Signal 24V beträgt und der 12V 
Lüfter 50mA benötigt, dann ist das RC-Glied zum glätten geradezu ideal. 
Der Widerstand R1 beträgt 240 Ohm und der Elko C1 hat 1000uF.

Bei 100% PWM bekommt der Lüfter dann max. seine gewünschten 12V DC und 
alles ist cremig.

von Thomas N. (thomas_n508)


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Ich  habe im Gegensatz zum ersten Beitrag aber 24 V Lüfter und ich hatte 
es bereits mit 680uF Probiert und die 4 parallelen Lüfter laufen auch 
runter geregelt mit fast voller Drehzahl

Ich hab jetzt einen DRI0042 bestellt und probiere das aus

: Bearbeitet durch User
von Alexander (alecxs)


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habe jetzt nicht alles durchgelesen aber wenn du zwei 12 Volt Lüfter 
hast dann schalte die doch in Reihe

von Thomas N. (thomas_n508)


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Alexander schrieb:
> habe jetzt nicht alles durchgelesen aber wenn du zwei 12 Volt
> Lüfter
> hast dann schalte die doch in Reihe

Ich habe einen Beitrag über dir geschrieben das ich 24V Lüfter habe. Und 
es geht hier nicht um die Lüfterspannung sondern um die Regelung.

Provisorisch habe ich es jetzt erst einmal mit einem 50uF Kondensator ( 
25 waren zu wenig und 100 zu viel für meine 4 Lüfter ) modifiziert und 
mit der PWM Frequenz gespielt  - läuft aber nicht gut  Der Regler 0-100 
% regelt den Lüfter um maximal die Hälfte runter. Im unteren Bereich 
läuft er unruhig  ---- so etwas ist definitiv kein Lösungsansatz

Es wurde gestern noch spät weil ich mich noch lange mit dem Thema 
beschäftigt habe und wie es aussieht die perfekte Lösung  hier
https://www.orbiterprojects.com/silent-fan-driver/
gefunden habe
Man kann einfach den Schaltplan verwenden um Lüfter so zu steuern oder 
das ganze Modul für 3D Drucker bauen und muss das Modul nur in einen 
freien Steckplatz am Board einsetzen

: Bearbeitet durch User
von Alexander (alecxs)


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Hab ich dann auch gemerkt. Hatte nur das OP gelesen vom 22.07.2020

von Thomas (kosmos)


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ich habe das nur grob überflogen, mit dem Risiko das es schon genannt 
wurde.

So ein kleiner Lüfter zieht ja nicht ganz so viel Strom deswegen 
könntest du den auch per MOSFET linear regeln (der Mosfet verbrät also 
die Leistung)

Du müsstest einfach dem Gate einen RC Filter verpassen, so das die PWM 
recht stark geglättet wird. Der Widerstand und der Kondensator wären 
zumindestens viel kleiner in der Gatestrecke.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas N. schrieb:
> ich will das PWM Signal nicht einfach verbiegen damit die Lüfter
> irgendwie laufen.

Die laufen gut.

100Hz sind gut zur direkten PWM Ansteuerung, ist ja nichts anderes als 
die Phasenanschnittregelung deiner Handbohrmaschine, da willst du ja 
auch keine 24.5kHz.

24.5kHz sind gut um ein gefiltertes Steuersignal zu bekommen, wie bei 
Lüftern mit extra Geschwindigkeitseingang. Hast du aber nicht, brauchst 
also die 27kHz nicht.

> Ich suche eine Lösung das PWM Signal als reines Steuersignal zu
> verwenden und eine saubere glatte Ausgangsspannung für die Lüfter zu
> bekommen.

Wurde beschreiben, braucht Bauteile, bist du offenbar nicht in der Lage 
dazu.

Thomas N. schrieb:
> Ich  habe im Gegensatz zum ersten Beitrag aber 24 V Lüfter und ich hatte
> es bereits mit 680uF Probiert

Das ist zu ungefähr die bescheuerste Lösung die man finden kann wenn man 
so gar nicht versteht, was ein PWM Ausgang ist und wie der funktioniert.

> und die 4 parallelen Lüfter laufen auch
> runter geregelt mit fast voller Drehzahl

Eben, das kommt bei raus, und stark verseuchte 24V und ein MOSFET der 
ständig Überstrom bekommt.

Thomas N. schrieb:
> die perfekte Lösung

Zumindest eine sinnvolle. Den Snubber kann man sich sparen, eine 
passende Drosselspule statt 2 ungeeignete parallel wäre besser, aber die 
Grundidee passt.

Thomas N. schrieb:
> Ich hab jetzt einen DRI0042 bestellt und probiere das aus

Dummheit siegt.

von Thomas N. (thomas_n508)


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@ laberkopp

ich frage mich gerade wieso du dich so genannt hast.

Michael B. schrieb:
> Wurde beschreiben, braucht Bauteile, bist du offenbar nicht in der Lage
> dazu.

sieh mal mein Bild. ich schließe mal eine Wette ab das bei mir Zuhause 
mehr steht als bei dir.

Was ich hier erlebt habe das die meisten die Frage noch nicht mal 
richtig lesen oder verstehen und daraus resultierend nicht zutreffende 
Antworten geben. Darüber hinaus wurden Informationen ( zb 
Massegesteuertes PWM ) die erste Ersteller des Themas gegeben hat 
ständig in Frage gestellt und auch völlig falsche unzutreffende 
Antworten gegeben.

Michael B. schrieb:
> Zumindest eine sinnvolle. Den Snubber kann man sich sparen, eine
> passende Drosselspule statt 2 ungeeignete parallel wäre besser, aber die
> Grundidee passt.
auch hier wieder mal . Hätte man die Seite auch mal angesehen wäre 
aufgefallen das das Modul 2 Kanäle mit unterschiedlicher Leistung hat  - 
fazit 2 Inductor

Thomas N. schrieb:
> ich will das PWM Signal nicht einfach verbiegen damit die Lüfter
> irgendwie laufen.
> Ich suche eine Lösung das PWM Signal als reines Steuersignal zu
> verwenden und eine saubere glatte Ausgangsspannung für die Lüfter zu
> bekommen.

und da es bei mir  ignoriert wurde : das PWM Signal sollte ein reines 
Steuersignal sein und die Lüfter nicht dran hängen weil der Mosfet auf 
dem Board geschützt werden soll ( was übrigends der erste Beitrag auch 
im Sinn hatte )  bzw wenn man einen anderen Port nimmt dieser die 
Leistung für EINEN Lüfter gar nicht kann. Es gibt Ports mit 
Leistungsausgang und Ports die reine I/O Funktion haben.

Und ich war an einer Professionellen Lösung interessiert und nicht Papas 
Restekiste.

: Bearbeitet durch User
von Enrico E. (pussy_brauser)


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Thomas N. schrieb:
> das PWM Signal sollte ein reines Steuersignal sein und die Lüfter nicht
> dran hängen weil der Mosfet auf dem Board geschützt werden soll

Wenn du auf 2 Volt am 24V Lüfter verzichten kannst, dann wäre das 
zumindest eine Kompromisslösung. Über die Größe von R4 und R5 können wir 
ja noch reden. R4 hängt aber auch von deinem Steuersignal ab.

Thomas N. schrieb:
> ich schließe mal eine Wette ab das bei mir Zuhause mehr steht als bei
> dir.

Die Wette hast du verloren.

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